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利用中阶梯光栅光谱仪，对甲烷，空气层流预混火焰以及水雾作用过程中的火焰发射光谱特性进行了实验研究，对比分析了水雾对预混火焰燃烧过程中自由基离子发射光谱的影响，探讨了水雾抑制甲烷燃烧过程中的化学作用机理。结果表明，火焰阵面OH^＊、CH^＊自由基离子发射光谱强度随着火焰阵面水雾载荷比的增大而减小；足量的水雾作用可抑制预混火焰中OH^＊、CH^＊和HC0^＊等链引发自由基的生成，增强甲烷燃烧链式反应中的三体反应过程，促进甲烷预混火焰的链销基反应的发生，在抑制甲烷预混火焰燃烧过程中起重要作用。